Crear fertilizantes a partir de residuos orgánicos puede ayudar a reducir el consumo de combustibles fósiles y promover la producción sostenible. Una forma de hacerlo es a través de la licuefacción hidrotermal (HTL), que convierte la biomasa en biocrudo mediante un proceso a alta temperatura y alta presión. Dos estudios de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign exploran el uso de un tratamiento que utiliza hongos para convertir las aguas residuales en fertilizante para cultivos agrícolas. "La HTL utiliza biomasa húmeda de fuentes orgánicas como el estiércol de cerdo o los desechos alimentarios. El proceso produce aguas residuales, llamadas fase acuosa de la licuefacción hidrotermal (HTL-AP), que generalmente se descartan. Sabemos que contienen nutrientes que pueden usarse como fertilizante, pero están mayormente en formas orgánicas a las que las plantas no pueden acceder. La HTL-AP también puede contener metales pesados tóxicos, dependiendo del tipo de desecho biológico", dijo el coautor Paul Davidson, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica (ABE), parte de la Escuela de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales y The Grainger College of Engineering en Illinois. "Exploramos el uso de Trametes versicolor, un hongo que produce podredumbre blanca, para descomponer los compuestos de nitrógeno orgánico en amoníaco o nitrato y eliminar componentes tóxicos. Como enfoque ecológico, se ha explorado el uso de T. versicolor para tratar diferentes aguas residuales y parece ser un candidato prometedor para el tratamiento de la HTL-AP", dijo Vitória Leme, autora principal del primer estudio. Pie de foto: Representación visual del proceso de transformación de la suspensión micelial y la generación de pellets de hongos. Imagen: Agriculture (2024). DOI: 10.3390/agriculture14040580. Leme, entonces estudiante de máster en ABE, desarrolló los métodos para cultivar el hongo y agregarlo a las aguas residuales. Este estudio demostró que tratar una solución que contiene un 5% de HTL-AP con T. versicolor durante 3 días aumentó significativamente las concentraciones de nitrato y amoníaco. Después de que Leme se graduó, Karla Lopez tomó el relevo. Ella llevó a cabo la investigación como estudiante de grado en Tecnología e Ingeniería de Gestión para Sistemas Agrícolas (ETMAS), uno de los dos programas de grado en ABE. Lopez fue la autora principal del segundo estudio que combina el tratamiento con hongos con un proceso de nitrificación bacteriana para convertir aún más el amoníaco en nitrato. El estudio encontró que la inoculación simultánea de T. versicolor y bacterias nitrificantes aumentó las concentraciones de nitrato en HTL-AP 17 veces. "Analizamos diferentes factores que afectaron los resultados y encontramos que las muestras tenían los mayores aumentos en nitrato y amoníaco cuando los microorganismos fueron sometidos a agua con un rango de pH de 6 a 7.5", declaró Lopez. "También hay evidencia de que el hongo está eliminando algunos de los compuestos potencialmente tóxicos en los desechos biológicos. Encontramos que el tratamiento produjo una enzima que ha demostrado degradar toxinas." Basándose en los resultados prometedores de los dos estudios, el equipo de investigación de Davidson ahora está trabajando en el uso de las aguas residuales tratadas para cultivar cultivos hidropónicos. Dijo que el tratamiento idealmente debería hacerse lo más cerca posible del proceso HTL, estableciendo una economía circular y reduciendo la necesidad de transportar biomasa húmeda y pesada a largas distancias. Explicó: "Por ejemplo, si estás utilizando estiércol de cerdo como tu materia prima húmeda, podrías configurar todo este sistema cerca de una granja de cerdos, donde hay miles de cerdos y mucho estiércol. Puedes recolectar el estiércol y pasarlo por el proceso HTL, extraer las aguas residuales y tener un sistema separado para tratar las aguas residuales en el sitio. Y si estás cerca de una granja de cerdos, probablemente haya cultivos cerca donde puedes usar las aguas residuales tratadas como fertilizante." El primer estudio, " Hydrothermal liquefaction aqueous phase mycoremediation to increase inorganic nitrogen availability", se ha publicado en Heliyon. Los autores son Vitoria Leme, Karla Lopez, Tiago Costa, Beth Conerty, Laurie B. Leonelli, Yuanhui Zhang y Paul Davidson. El segundo estudio, "Wastewater Nutrient Recovery via Fungal and Nitrifying Bacteria Treatment", se ha publicado en Agriculture. Los autores son a Karla Lopez, Vitoria Leme, Marcin Warzecha y Paul Davidson. Lee la noticia original en Smart Water Magazine.
Crear fertilizantes a partir de residuos orgánicos puede ayudar a reducir el consumo de combustibles fósiles y promover la producción sostenible. Una forma de hacerlo es a través de la licuefacción hidrotermal (HTL), que convierte la biomasa en biocrudo mediante un proceso a alta temperatura y alta presión.
Dos estudios de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign exploran el uso de un tratamiento que utiliza hongos para convertir las aguas residuales en fertilizante para cultivos agrícolas.
"La HTL utiliza biomasa húmeda de fuentes orgánicas como el estiércol de cerdo o los desechos alimentarios. El proceso produce aguas residuales, llamadas fase acuosa de la licuefacción hidrotermal (HTL-AP), que generalmente se descartan. Sabemos que contienen nutrientes que pueden usarse como fertilizante, pero están mayormente en formas orgánicas a las que las plantas no pueden acceder. La HTL-AP también puede contener metales pesados tóxicos, dependiendo del tipo de desecho biológico", dijo el coautor Paul Davidson, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica (ABE), parte de la Escuela de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales y The Grainger College of Engineering en Illinois.
"Exploramos el uso de Trametes versicolor, un hongo que produce podredumbre blanca, para descomponer los compuestos de nitrógeno orgánico en amoníaco o nitrato y eliminar componentes tóxicos. Como enfoque ecológico, se ha explorado el uso de T. versicolor para tratar diferentes aguas residuales y parece ser un candidato prometedor para el tratamiento de la HTL-AP", dijo Vitória Leme, autora principal del primer estudio.
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Pie de foto: Representación visual del proceso de transformación de la suspensión micelial y la generación de pellets de hongos. Imagen: Agriculture (2024). DOI: 10.3390/agriculture14040580.
Leme, entonces estudiante de máster en ABE, desarrolló los métodos para cultivar el hongo y agregarlo a las aguas residuales. Este estudio demostró que tratar una solución que contiene un 5% de HTL-AP con T. versicolor durante 3 días aumentó significativamente las concentraciones de nitrato y amoníaco.
Después de que Leme se graduó, Karla Lopez tomó el relevo. Ella llevó a cabo la investigación como estudiante de grado en Tecnología e Ingeniería de Gestión para Sistemas Agrícolas (ETMAS), uno de los dos programas de grado en ABE.
Lopez fue la autora principal del segundo estudio que combina el tratamiento con hongos con un proceso de nitrificación bacteriana para convertir aún más el amoníaco en nitrato. El estudio encontró que la inoculación simultánea de T. versicolor y bacterias nitrificantes aumentó las concentraciones de nitrato en HTL-AP 17 veces.
"Analizamos diferentes factores que afectaron los resultados y encontramos que las muestras tenían los mayores aumentos en nitrato y amoníaco cuando los microorganismos fueron sometidos a agua con un rango de pH de 6 a 7.5", declaró Lopez.
"También hay evidencia de que el hongo está eliminando algunos de los compuestos potencialmente tóxicos en los desechos biológicos. Encontramos que el tratamiento produjo una enzima que ha demostrado degradar toxinas."
Basándose en los resultados prometedores de los dos estudios, el equipo de investigación de Davidson ahora está trabajando en el uso de las aguas residuales tratadas para cultivar cultivos hidropónicos.
Dijo que el tratamiento idealmente debería hacerse lo más cerca posible del proceso HTL, estableciendo una economía circular y reduciendo la necesidad de transportar biomasa húmeda y pesada a largas distancias.
Explicó: "Por ejemplo, si estás utilizando estiércol de cerdo como tu materia prima húmeda, podrías configurar todo este sistema cerca de una granja de cerdos, donde hay miles de cerdos y mucho estiércol. Puedes recolectar el estiércol y pasarlo por el proceso HTL, extraer las aguas residuales y tener un sistema separado para tratar las aguas residuales en el sitio. Y si estás cerca de una granja de cerdos, probablemente haya cultivos cerca donde puedes usar las aguas residuales tratadas como fertilizante."
El primer estudio, " Hydrothermal liquefaction aqueous phase mycoremediation to increase inorganic nitrogen availability", se ha publicado en Heliyon. Los autores son Vitoria Leme, Karla Lopez, Tiago Costa, Beth Conerty, Laurie B. Leonelli, Yuanhui Zhang y Paul Davidson.
El segundo estudio, "Wastewater Nutrient Recovery via Fungal and Nitrifying Bacteria Treatment", se ha publicado en Agriculture. Los autores son a Karla Lopez, Vitoria Leme, Marcin Warzecha y Paul Davidson.
